發(fā)布時間：2021-02-19 03:26

　　隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的火炮由于各種固有因素的限制，已很難滿足人類對發(fā)射的超高速、超高動能等更高要求。電磁軌道炮是一種先進(jìn)的動能發(fā)射裝置，利用電磁系統(tǒng)中電磁力，能在短時間內(nèi)將物體加速到更高的速度，可大大提高發(fā)射體的速度和射程，在軍事、航空航天、科研等領(lǐng)域有著極為廣泛和深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。本文以兩匝軌道的平面串聯(lián)增強(qiáng)型電磁軌道炮為研究對象，運(yùn)用理論分析和有限元法對軌道炮進(jìn)行動力學(xué)分析。論文首先分析了增強(qiáng)型電磁軌道炮的基本原理，根據(jù)磁場疊加原理和畢奧-薩法爾定律分析了電樞的電磁力和導(dǎo)軌承受的移動電磁載荷，建立了整個發(fā)射過程中電樞的動力學(xué)方程，利用龍格庫塔法對動力學(xué)方程進(jìn)行了求解，分析了電流參數(shù)和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)參數(shù)對電磁軌道炮性能的影響，并研究了導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)參數(shù)對導(dǎo)軌電磁力的影響。其次，利用電磁場仿真軟件Ansoft Maxwell建立了電磁軌道炮的仿真模型，并進(jìn)行了求解分析，得到了增強(qiáng)型電磁軌道炮的電流密度和磁感應(yīng)強(qiáng)度分布圖，同時對電樞和內(nèi)外導(dǎo)軌所受電磁力進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，并與理論計算結(jié)果進(jìn)行了對比，驗(yàn)證了電樞和內(nèi)外導(dǎo)軌電磁力的分析結(jié)果。最后，利用ANSYS Workbench軟件對增強(qiáng)型電磁軌... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電磁炮的主要類型與基本原理
    1.3 電磁炮的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 課題的主要研究內(nèi)容
第2章 電磁軌道炮電樞的動力學(xué)分析
    2.1 增強(qiáng)型電磁軌道炮的基本原理
    2.2 電樞電磁力分析
        2.2.1 電流增大階段電樞電磁力分析
        2.2.2 電流衰減階段電樞電磁力分析
    2.3 電樞動力學(xué)建模及求解
        2.3.1 電樞動力學(xué)模型
        2.3.2 動力學(xué)方程求解
    2.4 電流參數(shù)和導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)參數(shù)對電磁軌道炮性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 電磁軌道炮導(dǎo)軌的電磁力分析
    3.1 導(dǎo)軌電磁力計算方法
    3.2 內(nèi)導(dǎo)軌電磁力分析
        3.2.1 電流增大階段內(nèi)導(dǎo)軌電磁力分析
        3.2.2 電流衰減階段內(nèi)導(dǎo)軌電磁力分析
    3.3 外導(dǎo)軌電磁力分析
        3.3.1 電流增大階段外導(dǎo)軌電磁力分析
        3.3.2 電流衰減階段外導(dǎo)軌電磁力分析
    3.4 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)參數(shù)對導(dǎo)軌電磁力的影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 電磁軌道炮的電磁場模擬分析
    4.1 電磁場有限元模型的建立
    4.2 電磁場有限元計算與分析
        4.2.1 電流密度圖和磁感應(yīng)強(qiáng)度分布圖
        4.2.2 電樞和內(nèi)外導(dǎo)軌電磁力的模擬計算
    4.3 有限元計算與理論結(jié)果對比
    4.4 本章小結(jié)
第5章 電磁軌道炮的動力學(xué)仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化
    5.1 基于 ANSYS Workbench 的耦合場分析方法
    5.2 動力學(xué)分析過程
    5.3 動力學(xué)分析結(jié)果
    5.4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
        5.4.1 正交試驗(yàn)設(shè)計方法
        5.4.2 正交試驗(yàn)設(shè)計與分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]方口徑電磁軌道發(fā)射裝置導(dǎo)軌及壁板的動力響應(yīng)[J]. 何威,白象忠.  振動與沖擊. 2013(15)
[2]電磁軌道發(fā)射狀態(tài)下導(dǎo)軌的動態(tài)響應(yīng)[J]. 田振國,白象忠,楊陽.  振動與沖擊. 2012(02)
[3]電磁炮及其特點(diǎn)和軍事應(yīng)用前景[J]. 王群,耿云玲.  國防科技. 2011(02)
[4]電磁軌道發(fā)射狀態(tài)下導(dǎo)軌側(cè)面的局部接觸應(yīng)力分析[J]. 田振國,白象忠,楊陽.  固體力學(xué)學(xué)報. 2011(01)
[5]電磁軌道炮 改寫未來戰(zhàn)爭的利器[J]. 侯亞銘.  艦載武器. 2011(02)
[6]電磁軌道發(fā)射裝置結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性分析[J]. 劉鄭國,田福慶.  船舶力學(xué). 2010(10)
[7]美國電磁軌道發(fā)射技術(shù)現(xiàn)狀及特點(diǎn)分析[J]. 周媛,李敏堂,王菁華.  火力與指揮控制. 2010(09)
[8]電磁軌道炮及其關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 王德,蘇鑫鑫.  飛航導(dǎo)彈. 2010(07)
[9]美軍電磁炮研究進(jìn)展與技術(shù)重點(diǎn)[J]. 衛(wèi)錦萍.  國外坦克. 2010(01)
[10]CE/SE方法模擬等離子體電樞二維MHD效應(yīng)[J]. 李昕,翁春生.  工程力學(xué). 2009(10)

碩士論文
[1]電磁軌道發(fā)射系統(tǒng)動態(tài)性能研究[D]. 諶建民.西南交通大學(xué) 2010



本文編號：3040534